đồ án kỹ thuật công trình biển Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn Ninh – Tỉnh Khánh Hòa

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Ngành:Công trình thuỷ lợi LỜI CẢM ƠN. Sau thời gian mười bốn tuần làm đồ án tốt nghiệp, với sự cố gắng của bản thân và được sự hướng dẫn nhiệt tình, khoa học của thầy giáo TH.S. LÊ HÒA XƯỚNG – Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn Ninh – Tỉnh Khánh Hòa “. Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em có điều kiện hệ thống lại kiến thức đã được học trong 4 năm tại trường, giúp em biết cách áp dụng lý thuyết đã được học vào thực tế và làm quen với công việc của một kĩ sư thiết kế công trình thuỷ lợi. Những điều đó đã giúp em có thêm hành trang kiến thức chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai và giúp em đỡ bỡ ngỡ khi bước vào nghề với công việc thực tế của một kĩ sư thuỷ lợi sau này. Đồ án đã đi vào sử dụng tài liệu thực tế công trình thuỷ lợi, (Công trình hồ chứa nước Ngành), vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học. Mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng nhưng do điều kiện thời gian hạn chế nên trong đồ án em chưa giải quyết được đầy đủ và sâu sắc các trường hợp trong thiết kế cần tính, mặt khác do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo giúp cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn, chính xác hơn, giúp cho kiến thức chuyên môn của em được hoàn thiện. Để đạt được kết quả này em đã được các thầy các cô trong trường ĐHTL, từ các thầy các cô ở các môn học cơ sở đến các thầy các cô ở các môn chuyên nghành dạy bảo tận tình, truyền đạt tất cả những tâm huyết của mình cho em được có ngày trở thành một kỹ sư thực thụ. Em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo trong bộ môn Thủy Công đặc biệt là thầy giáo TH.S LÊ HÒA XƯỚNG đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 09 tháng 7 năm 2011 Sinh viên thực hiện : Triệu Đức Mạnh. Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Ngành:Công trình thuỷ lợi Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Ngành:Công trình thuỷ lợi Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Ngành:Công trình thuỷ lợi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Vị trí và nhiệm vụ công trình: 1.1.1 Vị trí địa lý: Hồ HOA SƠN nằm trên sông cạn, ở phía tây bắc huyện Vạn Ninh,tỉnh Khánh Hòa. Khu hướng lợi nằm dọc theo quốc lộ 1A,bao gồm 4 xã thuộc huyện Vạn Ninh. 1.1 2 Nhiệm vụ công trình: Phương án II :cấp nước tưới tự chảy cho 1320 ha lúa hai vụ,130 ha mầu , ngoài ra mở rộng đất trồng cây ăn quả , nuôi trồng thủy sản và lấy nước sinh hoạt Phấn đấu đạt năng suất lúa :4,8T/ha vụ Ngô : 8T/ha Nâng cao mức thu nhập của dân lên 450kg/ người năm quy ra lúa . 1.2. Các điều kiện tự nhiên: 1.2.1. Điều kiện địa hình: Dựa trên Bản đồ khu vực tuyến công trình tỉ lệ 1:1000 và các mặt cắt dọc , ngang 1.2.2. Điều kiện địa chất: Về cấu trúc địa chất , vùng dự án thuộc phía hệ đèo cả,phủ trên đá gốc là tàn tích , vùng thềm sông trầm tích đệ tứ kỉ.Thềm và long sông là lớp cát sỏi dày 1- 3m, phía dưới là lớp á sét bồi tích , tiếp dưới là đá gốc mặt trên phong hóa vừa, khe nứt dưới lấp đầy bởi hạt sét Theo cục địa chất và khoáng sản, vùng dự án không có hoạt động kiến tạo đáng kể . Trong vùng chỉ có động đất tới cấp 6 Về địa chất thủy văn, nước ngầm có trong tầng trầm tích và tàn tích của đá gốc.Lòng hồ dạng hình long chảo , đáy tương đối bằng phẳng, xung quanh được bao bọc bởi các đồi núi thấp có cao độ 40-50 m , nhiều cây cối , tình hình sạt lở không đáng kể. Vùng tuyến đập hướng đông bắc- tây nam , gió vuông góc với lòng sông. Thềm và long sông lớp bồi tích cát, cuội sỏi dày 1-3( lớp 1).Phía dưới là lớp bồi tích hỗn hợp á sét phân bố rộng cả thềm sông dày 5-10m (lớp II).Đá gốc hệ Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 5 Ngành:Công trình thuỷ lợi phức hợp gồm hai hệ phức hợp đá Grambo và Gramit, trên mặt phong hóa nhẹ các vết nứt được lấp đầy bởi hạt sét ( lớp IV).Vai đập phủ trên mặt là lớp thực vật dày 0.5-0.7m , nguồn gốc trầm tích ,tiếp là á sét với cuội sỏi ( lớp III) dày 5-7m nguồn gốc trầm tích , kết cấu chặt .Dưới cùng là đá gốc. Tuyến tràn ở eo đồi vai trái , có cao độ tự nhiên khoảng +20 m , thoải dần về hạ lưu , qua lớp phủ trên mặt lá , đá phong hóa nhẹ , rât thuận lợi cho việc bố trí tuyến tràn . Tuyến cống ở bờ phải , nằm trên nền đất á sét. Các chỉ tiêu cơ lí của đất nền được xác định theo: Bảng 1 Lớp Chỉ tiêu I II III IV Ghi chú Thành phần % Sét Bụi Cát Sỏi 0.7 2.4 31.6 65.3 23.5 26.9 49.2 0.4 21.2 24.7 45.5 8.6 Đá gốc Độ ẩm tự nhiên Dung trọng khô (T/m3) Tỉ trọng ∆ (T/m3) Độ rỗng n Lực dính c (kg/cm 2 ) Góc ma sát trong ( độ ) Hệ số ép lún cm 2 /kg Hệ số thấm cm/s Hệ số không đồng đều ŋ Bão hòa 1.5 2.68 0.44 0 32 - 10 -2 14 24 1.56 2.7 0.42 0.28(0.21) 18 o 30(17) 0.028 10 -6 12 22 1.58 2.67 0.41 0.27(0.22) 18 o 40(17 o 10) 0.020 2x10 -7 10 F=0.6- 0.65 Trong ngoặc ở trạng thái bão hòa nước 1.2.3. Vật liệu xây dựng: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Ngành:Công trình thuỷ lợi Bảng 1.2 Tên bãi Bóc vỏ Khai thác Cự li Ghi chú A B C D 46380 99120 123000 159600 ______ 428100 234630 538000 975800 907200 2660630 900m 1000m 1050m 1400m Trong lòng hồ Trong lòng hồ Trong lòng hồ Phía hạ lưu đập Các chỉ tiêu cơ lí dùng trong thiêt kế : Bảng 1.3 Chỉ tiêu Thông số Ghi chú Thành phần hạt % Sét Bụi Cát Sỏi 21.0 14.0 54.0 6.0 Độ ẩm chế bị W % Dung trọng chế bị y k (T/m 3 ) Lực dính đơn vị c(kg/cm 2 ) Góc ma sát trong φ (độ ) Độ ép lún a (cm 2 /kg) Hệ số thấm K (cm/s) Hệ số không đồng đều η 1.6÷18 1.65 0.25(0.21) 18 o 20(17 o 10) 0.02 10 -5 20 Trong ngoặc ở trạng thái bão hòa Các vật liệu khác: -Cát cuội sỏi khảo sát 4 bãi trong khu vực , cự li từ 1-1,5km đủ trữ lượng cho xây dựng=60200m 3 -Đá hộc , khai thác phía thượng lưu hồ , có đường làm nghiền vận chuyển , chất lượng tốt -Xi mằng sắt thép vận chuyển từ kho hàng và cách công trình 30km -Gỗ được vận chuyển từ đường sông cách công trình 10km -Điện được tiếp nối từ trạm biến áp từ huyện lị 1.2.4.Tài liệu khí tượng thuỷ văn: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Ngành:Công trình thuỷ lợi 1.2.4.1 Sông, suối: Sông cạn dài 15km,bắt nguồn từ các dãy núi cao trên vùng đèo cả. chảy theo hướng tây băc -ông nam sông có 2 nhánh con đổ vào . F ev =44km 2 , tính để tuyến công trình L=10,2 km J s =81% , J ev =210% 1.2.4.2 Trạm lưới khí tượng thủy văn Trong khu vực và các vùng lân cận có 5 trạm khí tượng có tài liệu đo đạc tới nay dài nhất là 26 năm , ngắn nhất là 17 năm Nhiệt độ , trung bình 15 o 2, cao nhất là 37 o 5 , thấp nhất là 15 o 6 Độ ẩm trung bình 75% lớn nhất là 86%, thấp nhất là 62% Tốc độ gió: Bảng 1.4 Tần suất % 2 4 10 25 50 Tốc độ (m/s) 30 26 23 21 17 -Mức trung bình X=1700mm -Dòng chảy Y=952.4mm -Bốc hơi lưu vực Z=746.4mm - Hệ số dòng chảy α=0.56 -Modun dòng chảy M o =30 l/s.km 2 - Lưu lượng trung bình Q=1.33m 3 /s C v =0.48; C s =2C v - Bốc hơi mặt hồ :1566 m m -∆Z=1566-746.6=818.4m phân bố theo bảng 5 Phân bố bốc hơi thêm ∆Z : bảng 1.5 Thán g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 C ả n ă m ∆Z( 7 6 6 6 7 6 7 7 5 5 6 7 8 Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Ngành:Công trình thuỷ lợi mm) 4 . 5 1 . 9 9 . 4 5 . 9 3 . 6 5 . 9 3 . 6 4 . 1 9 . 4 5 . 4 6 . 0 8 . 1 1 8. 4 Trong và vùng lân cận có 4 trạm thủy văn , có tài liệu đo đạc dài nhất là 23năm, ngắn nhất 14 năm. -Dòng chảy năm thiết kế: Bảng 1.6 Tần suất P % 25 50 75 Lưu lượng Q(m 3 /s) 1.52 1.33 0.889 Tổng lượng W (10 6 m 3 ) 47.93 41.94 28.043 -Phân bố dòng chảy năm thiết kế (P%=75%) Bảng 1.7 Tháng Q (m3/s) W(10 6 m 3 ) 1 0.56 1.45 2 0.337 0.815 3 0.253 0.637 4 0.21 0.54 5 0.284 0.76 6 0.403 1.044 7 0.218 0.584 8 0.173 0.463 9 0.211 0.542 10 2.731 7.314 11 3.459 8.465 12 1.829 4.898 Cả năm 10.668/12 28.043 -Lưu lượng đỉnh lũ: Bảng 1.8 P% 0.2 0.5 1 1.5 2 5 10 Q m 3 /s 120 0 106 2 960 901 869 685 517 W(10 6 m 3 ) 28.3 26.4 24.5 20.6 16.9 12.8 9.1 -Đường quá trình lũ theo tần suất: Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Ngành:Công trình thuỷ lợi Bảng 1.9 T (h) Q1% m 3 /s Q 02 % m 3 /s T (h) Q1% m 3 /s Q 02 % m 3 /s 0 0 0 11 500 480 1 60 70 12 420 390 2 150 220 13 350 300 3 280 400 14 280 230 4 470 750 15 220 170 5 700 850 16 180 120 6 820 1200 17 140 90 7 960 1020 18 100 65 8 810 880 19 60 50 9 690 710 20 25 40 10 600 600 21 10 5 Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Ngành:Công trình thuỷ lợi -Dòng chảy đáy Bùn cát lơ lửng: V ll =6280 m 3 / năm Bùn cát đáy : 630m 3 / năm Trọng lượng bùn cát đơn vị γ=0.9T/m 3 - Quan hệ Q-Z hạ lưu sau đập chắn: Bảng 1.10 Z( m ) 0 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 4 . 5 5 5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 Q m 3 /s 2 1 7 . 5 4 1 . 0 7 1 . 5 1 0 8 1 5 0. 7 1 9 9 2 5 3 3 1 1 3 7 7 4 5 8 5 5 8 7 6 0 9 6 0 1 2 5 0 Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 [...]... cho phép qua cống [∆Z]=0.4m 1.4 CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 1.4.1 Cấp công trình Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi TCXDVN 285-2002 cấp công trình được xác định theo hai điều kiện: - Theo nhiệm vụ của công trình và vai trò của công trình trong hệ thống - Theo điều kiện nền và chiều cao của công trình 1.4.1.1 Theo nhiệm vụ của công trình Cấp nước tưới tự chảy cho 1320 ha lúa... lượng nước thừa đã tích vào trong kho trước đó Tại thời điểm mực nước trong hồ về MNDBT ta tiến hành đóng cửa van lại 2.1.6 Kết quả tính toán Sử dụng phương pháp bán đồ giải của Potapốp tính toán điều tiết lũ ta thu được các kết quả ở bảng 3-3 3.3 Thiết kế sơ bộ đập dâng: 3.3.1 Tài liệu thiết kế Cấp thiết kế của công trình là: Cấp III Mực nước chết: +10.4 m Mực nước dâng bình thường: +23.84 m Mực nước. .. của công trình xả lũ Lưu lượng xả lũ xuống hạ lưu: qmax Cột nước siêu cao: Hsc Mực nước lũ thiết kế: MNLTK 3.2.1.2 Ý nghĩa Công trình tràn xả lũ giữ vài trò quan trọng trong hệ thống công trình thủy lợi Quy mô, hình thức và kích thước công trình có ảnh hưởng tới quy mô kích thước của các công trình khác như: đập dâng, cống lấy nước, các công trình ven hạ lưu và mức độ ngập lụt ở thượng, hạ lưu công trình ... bộ của hồ chứa là: V = Vh + Vc = 14,023 106 + 1,474 106 = 9,061.106 m3 Cao trình MNDBT là Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh : Z = 23,84 m Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 24 Ngành :Công trình thuỷ lợi CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN PHƯƠNG ÁN 3.1 Bố trí tổng thể công trình đầu mối: 3.1.1 Khái niệm Bố trí tổng thể các công trình đầu mối là xác định vị trí và hình thức các công trình trong cụm công trình đầu... xác định công trình cấp III theo TCXDVN 285 2002 Từ hai điều kiện trên ta có: công trình là cấp III Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 15 Ngành :Công trình thuỷ lợi 1.4.2 Các chỉ tiêu thiết kế Theo TCXDVN 285-2002 các tần suất và hệ số thiết kế đối với công trình cấp III được lấy như sau: 1.4.2.1 Tần suất tính toán - Mức đảm bảo tưới: p = 75% - Tần suất lũ thiết kế: p =... Đức Mạnh (3-3) Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trong đó: Trang 28 Ngành :Công trình thuỷ lợi Zt: Mực nước thượng lưu công trình xả, Zh: Mực nước hạ lưu B: Bề rộng tràn h: Cột nước tràn * Như vậy: nguyên lý cơ bản của điều tiết lũ là việc kết hợp giải phương trình cân bằng nước dạng (3-2) và phương trình thủy lực (3-3) 3.2.3.2 Cơ sở của phương pháp Từ phương trình cân bằng nước của hồ chứa:  Q1 + Q 2   q1... tích trong hồ Vk = (Qtb –qtb).∆t + Vi-1 Cột 9: Từ Vk theo quan hệ V~Z tra ra Z Cột 10: Mực nước trữ: h= Z - Zngưỡng * Các bảng tính toán điều tiết lũ cho các phương án tràn cụ thể được trình bày ở PL3-1 đến PL3-8: Bảng 3-3: Tổng hợp kết quả tính toán điều tiết lũ hồ Hoa Sơn Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án tốt nghiệp Trang 30 Ngành :Công trình thuỷ lợi MNDB 3x10m Lũ thiết kế 1% 23,84... nước (từ tháng X đến tháng I) và những tháng thiếu nước (từ tháng II đến tháng IX) Như vậy ta tính toán cho trượng hợp hồ điều tiết năm Hồ điều tiết năm là kho nước để trữ lượng nước thừa vào mùa lũ để cấp cho lượng nước thiếu hụt vào mùa kiệt Nó giúp điều hòa dòng chảy trong năm cho phù hợp với nhu cầu dùng nước 2.3.3.2 Quan hệ phụ trợ Z ~ V; Z ~ F Sinh viên thực hiện: Triệu Đức Mạnh Lớp 49C1 Đồ án. .. lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế ( m 3/s) Cột (4): Lượng nước đến trong từng tháng của năm thiết kế (10 6m3) Cột (5): Lượng nước dùng hàng tháng (106m3) Cột (6): Lượng nước đến thừa so với nhu cầu dùng nước Wđ > Wq Cột (6) = Côt (4) – Cột (5) (106m3) Cột (7): Lượng nước đến thiếu so với nhu cầu dùng nước Wđ < Wq Cột (7) = Cột (5) – Cột(4) (106m3) Cột (8): Lượng nước trữ lại trong kho (106m3)... định và gắn kết giữa nền và công trình ta bóc sâu thêm dưới lớp này 0,5m do đó cao trình đáy đập là: ∇ đáy = +1 m *) Các chỉ tiêu thiết kế: Theo TCXDVN 285 – 2002, các tần suất thiết kế và hệ số đối với công trình cấp III được lấy như sau: Tần suất lũ thiết kế P = 1%; hệ số tin cậy Kn = 1,1 Theo 14TCN 157- 2005 đối với công trình cấp III ứng với MNDBT ở thượng lưu thì chiều cao sóng leo và nước dềnh . TH.S. LÊ HÒA XƯỚNG – Bộ môn Thuỷ Công – Trường Đại Học Thuỷ Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Với đề tài : “ Thiết kế hồ chứa nước HOA SƠN – Huyện Vạn Ninh – Tỉnh Khánh Hòa “. Thời. nhiệm vụ công trình: 1.1.1 Vị trí địa lý: Hồ HOA SƠN nằm trên sông cạn, ở phía tây bắc huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh Hòa. Khu hướng lợi nằm dọc theo quốc lộ 1A,bao gồm 4 xã thuộc huyện Vạn Ninh. 1.1. qua cống [∆Z]=0.4m 1.4. CẤP CÔNG TRÌNH VÀ CHỈ TIÊU THIẾT KẾ 1.4.1. Cấp công trình Căn cứ vào quy phạm thiết kế các công trình thủy lợi TCXDVN 285-2002 cấp công trình được xác định theo hai